Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 219
Текст из файла (страница 219)
Она не разрезает мутантные покусы МАТ, которые не способны переключаться. Последовательности, содержащие менее !1 пар оснований мишени после делегирования, также не разрезаются, что свидетельствует об относительно болыпой протяженности сайта узнавания нуклеазой. Вероятно он не встречается ни в одном другом участке генома. Синтез эндонуклеазы НО находится под контролем клеточного цикла. Время ее образования может объяснять характер переключения. Ген выражается только в течение фазы О1 материнской клетки, и это объясняет почему оба ее потомка имеют новый тип спаривания. На рне.
37.20 схематически изображена реакция в отношении одиночных цепей, (Естественно, что в случае двухцепочечной ДНК события значительно сложнее.) Допустим, что свободный конец У, покуса МАТатасует либо НМ1, либо НМН-локус и спаривается с областью У,. Область 3г покуса МАТ деградирует до тех пор, пока не открывается участок, гомологичный области Х. Затем покус МАТ спаривается с НМЬ или НМй как в левой (Х), так и правой (У1) части. Область х' покусов НМ1, или НМй копируется, чтобы заместить утраченный участок МАТ-покуса (который может простираться за пределы области х'). Спаренные покусы расходятся.
(Порядок событий может быть другим.) Стадии, следующие за первоначальным разрезом, требуют участия ферментов, осушествляюших общую рекомбинапню. Отметин две особенности этого процесса. В отличие от других событий транспозиции переключение предполагает спаривание в обоих концах транспозируемого сегмента, деградацию и замещение промежуточного материала. Процесс инициируется в МАТлокусе, который должен быть замешен.
В этом смысле описание НМЬ и НМН как донэрных локусов относится к их основной роли, но не к иеханизму Рнс. 37.20. Замещение кассеты инициируется рсцнпнентныы покусам н заключается в спарнваннн с донорныы локусоы областей, расположенных по обе стороны от области У. Последовательность, которая удаляется н замещается, может захватывать область Х. На рисунке показана реакпня, происходящая на отдельных цепях реципнентной н лонорной молекул; на самом леле пропесс происходит в лвухцецочсчных областях ДНК процесса, который является обратным по отношению к обычной инициации транспозиции донором.
В последовательностях этих покусов не идентифицированы какие- либо короткие прямые повторы. По-видимому, в данном случае механизм объединения не включает использование ступенчатых разрезов, обнаруженных для других транс- позиционных событий. Рекомендуемая литература Эукариотические транспозирующиеся элементы детально рассмотрены в сб. «МоЬ|!е Оепейс Е1егпепга» (ед. Яхархго, Асах!сап(с Ргем, )ь(енг Уогк, 1983). Особый интерес представляют главы. в которых обсуждаются Ту-элементъе дрожжей, транспозоны О. Нее!аноаавтег, рассматриваются данные картирования локуса выге. Заслуживают внимания сведения о молекулярной структуре контролируюших элементов кукурузы.
В сборнике представлен исчерпывающий обзор о типах спаривания у дрожжей. 490 Часть Х. Динамичность генома: постоянное изменение ДНК Глава 38 ЭЛЕМЕНТЫ, СПОСОБНЫЕ К ПЕРЕМЕЩЕНИЮ В ПРЕДЕЛАХ ГЕНОМА И ВНЕ ЕГО По всей вероятности, транспозоиы не способны к сушествованию вне генома.
Независимо от того, являются ли они компонентами, играющими важную роль в жизни клетки, нлн се паразитами, занятыми только своим собственным воспроизведением, свободных молекул ДНК они не образуют. В этой главе мы познакомимся с элементами, способными существовать в составе генома и вие его; некоторые из них являются природными, другие образовались в результате рекомбинации в лабораторных условиях.
В отдельных случаях последовательность РНК служит предшественником геномной последовательности (ДНК). Вероятно, РНК должна была превратиться в двухцепочечную ДНК, которая затем внедрялась в геном с помощью события, напоминающего транспозицию. Прямое указание на суШествованне такого пути получено при изучении ретровирусов, у которых такой путь представляет собой часть обычного инфекционного цикла. Структура некоторых псевдогенов и других последовательностей (включая членов семейства А!п) свидетельствует, что аналогичный путь может быть пройден клеточной последовательностью (достаточно редко).
В обоих случаях внехромосомный элемент дает начало геномной последовательности. Изменения в относительном соотношении компонентов генома иногда происходят во время соматического развития. Хорошо известно, например, увеличение числа копий определенных генов у личинок насекомых.
Благодаря возможности отбирать варианты клеток с увеличенным числом копий определенного гена показана случайная амплификацня генов в культуре клеток млекопитающих. Инициируемое внутри генома событие амплнфнкации способствует созданию дополнительных копий гена, которые существуют либо в составе хромосомы, либо в форме виехромосомных элементов. Открытию транспозиции и других перестроек в ДНК в какой-то мере способствовали наши знания об удивительной способности последовательностей ДНК приспосабливаться. Чужеродную ДНК можно внести в эукариотические клетки, где она выживает и может экспрессироваться. В некоторых случаях чужеродная ДНК остается внехромосомной, иногда она интегрируется в геном. Взаимоотношения между внехромосомнымн и геномными формами необычны и скорее зависят от случайных и в некоторой степени непредсказуемых событий, чем напоминают взаимный обмен между свободными и интегрированными формами бактернальных плазмид.
Тем не менее процесс может привести к стабильному изменению в геноме. Например, ДНК, инъецнрованная в яйцеклетки животных, способна включаться в геном, наследоваться и функционировать. Благодаря этому оказывается возможным осуществлять весьма сложные манипуляции с последовательностями ДНК как в цриродных, так и в экспериментальных условиях. Жизненный цикл ретровирусов саязан с событиями, напоминающими транспозицию Геном ретровнрусов представлен одноцепочечной РНК, которая реплицируется в виде промежуточной двухцепочечной ДНК. Класс ретровирусов, о котором мы имеем самую большую информацию, характеризуется способностью образовывать в клетках птиц и млекопитающих частицы С-типа. В каждом вирионе упакованы две копии генома РНК, в результате чего каждая отдельная вирусная частица фактически диплоидна. Если клетка одновременно инфицирована двумя различными вирусами С-типа, можно получить гетерозиготные вирусные частицы, несущие по одному геному каждого типа.
Днплоидность может влиять на возможность приобретения вирусом клеточных последовательностей. Типичная последовательность ретровируса содержит три «гена». Под этим термином в данном случае мы понимаем кодируюшие области, каждая из которых на самом деле дает начало множеству белков в ходе процессинга. Порядок генов, дад — ро1--енц приведен в верхней части рис. 38.1. Вирусная РНК транслируется как обычная информационная РНК (она содержит кзп на 5'-конце и ро1у(А) на Зьконце) в полнбелок Оай. Одна из информационных РНК, в результате сплайсинга утратившая терминирующий кодон в гене дад, транслируется с образованием белка Оай -Ро1. Сплайсинг также способствует образованию более коротких субгеномных информационных РНК, которые при трансляции образуют полипротенн Епч, предшественник двух белков. Ген дад дает начало белковым компонентам нуклеопротеинового ядра вирнона.
Ген еле кодирует компоненты вирусной оболочки, которая захватывает также компонения клеточной цитоплазматической мембраны. Ген ро1 кодирует фермент, получивший название обратной транскрнптазы, который состоит из двух субъединиц. Одна из субъеднииц представляет собой образующийся при процессинге фрагмент другой субъединнцы. Соответственно названию фермент осуществляет превращение РНК-генома в комплементарную цепь ДНК. Он катализирует также последующие стадии прн образовании двухцепочечиой ДНК, обладает ДНК-полимеразной активностью, ведет себя подобно РНКазе Н (способен деградировать РНК, входящую в состав гибрида РНК вЂ” ДНК) и обладает эндонуклеазной активностью. Обратная транскриптаза упаковывается вместе с геномом в вярусную частицу.
Фермент превращает РНК в линейную двухцепочечную молекулу в цитоплазме инфицированной клетки. Линейная ДНК самостоятельно проникает (неизвестным способом) в ядро, где она превращается в кольцевую молекулу. Одна нли несколько копий ДНК интегрируют в геном хозяина.
Интегриро- 491 38. Элементы, способные к перемещению ;В', ' й„как ре1 елт 48 РНК еируоа 10-80 80-100 2000 1800 170-1280 10 — 80 п.н. Обратная транекриптааа Компоненты "сердцевины" еируеа Компоненты оболонки еируеа К * ° как ро! Линейная ДНК елт 1.ТИ 1ТИ 2Ы-1400 Рнс 38.1. Ретровирусиые РНК кончаются прямыми повторами 1К), а свободные линейные ДНК вЂ” последовательностями 1.ТК; ванная провирусная ДНК транскрибируется аппаратом хозяина с образованием вирусных РНК, которые затем используются как в качестве мРНК, так и в качестве геиомов для упаковки в вирионы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
